مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی انتقال حرارت جوشش استخری فروسیال بر روی سطوح رسوب گذاری شده توسط نانوسیال

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی اصفهان
2 دانشیار - دانشگاه صنعتی اصفهان
3 استادیار - دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
انتقال حرارت جوشش یکی از پرکاربردترین فرایندهای انتقال حرارت در صنعت به شمار می‌آید. در این مقاله انتقال حرارت جوشش استخری نانوسیال اکسید آهن –آب (فروسیال) در فشار اتمسفر به صورت تجربی بررسی شده است. نانوسیال استفاده شده در این تحقیق به‌صورت تک‌مرحله‌ای سنتز شده است و پایداری بسیار بالایی دارد. تکرارپذیری و دقت دستگاه آزمایش در سه مرتبه برای آب بدون یون انجام شده است که تطبیق بسیار خوبی با روابط موجود در تاریخچه دارد. با بررسی غلظت‌های حجمی متفاوت از نانوسیال، انتقال حرارت جوشش در غلظت‌های بالا با افزایش غلظت کاهش و در غلظت‌های پایین با افزایش غلظت افزایش می‌یابد. بنابراین ضریب انتقال حرارت جوشش در 0/1 درصد حجمی از نانوسیال دارای مقدار بهینه بوده و حداکثر به میزان 43 درصد افزایش می‌یابد. زبری سطح جوشش با رسوب نانوذرات در اثر شرایط مختلف غلظت نانوسیال و شار حرارتی سطح جوشش در طول زمان تغییر می‌کند.لازم به‌ذکر است که در این پژوهش اثر تغییرات زبری سطح به‌دلیل رسوب نانوذرات و تاثیر گذشت زمان در فرایند جوشش برای نخستین بار مورد بررسی قرار می‌گیرد. بنابراین جهت بررسی تغییر رسوب نانوذرات در اثر تغییر غلظت نانوسیال و شار حرارتی سطح جوشش آزمایش‌هایی طرح شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که انتقال حرارت جوشش روی سطوح رسوب کرده با شارحرارتی پایین کاهش و روی سطوح رسوب کرده با شار حرارتی بالا افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental analysis of pool boiling heat transfer of ferrofluid on surfaces deposited with nanofluid

نویسندگان English

Ali Abdollahi 1
Mohammad Reza Salimpour 2
Nasrin Etesami 3
چکیده English

Boiling heat transfer is one of the most applicable heat transfer processes within the industry. In this paper, the pool boiling heat transfer of Fe3O4 /water nanofluid (ferrofluid) in atmospheric pressure has been analyzed, experimentally. The nanofluid in this study, has been synthesized in a single step and retains high stability. The replication and accuracy of the testing machine has been studied for deionized water for three times, indicating an appropriate concordance with the literature. Considering different volume concentrations of the nanofluid has revealed that boiling heat transfer in high concentrations decreases with an increase of concentration, while it rises with the increase of concentration in low concentrations. Hence, boiling heat transfer coefficient in 0.1% volume concentration nanofluid has been measured to be the optimum value which increases up to 43%. The roughness of boiling surface was varied with the deposition of nanoparticles in various conditions of nanofluid concentration, and heat flux. It is noteworthy that in the present research, the effects of surface roughness changes due to nanoparticles deposition and the impact of passing time on boiling process have been investigated, for the first time. Therefore, several experiments have been designed in order to study the change of nanoparticles deposition due to the change of nanofluid concentration and boiling surface heat flux. The results indicate that boiling heat transfer of deposited surfaces at low heat fluxes decreases; while it rises at high heat fluxes.

کلیدواژه‌ها English

Pool Boiling
Ferrofluid
Surface roughness
Nanoparticles deposition